[发明专利]一种土壤重金属风险预测方法

权利要求书

1.一种土壤重金属风险预测方法,其特征在于，所述方法包括以下步骤：

确定土壤重金属风险预测目标区域；

在所述目标区域内选择采样点并进行土壤采样；

测定所述采样点的土壤重金属含量；

基于所述采样点的土壤重金属含量数据，推导未采样点的土壤重金属含量数据并生成所述目标区域重金属含量的空间分布图；

基于所述空间分布图，计算所述目标区域的生态风险指数并生成土壤重金属风险评价图，其中：

基于序贯指示模拟方法，根据所述采样点的土壤重金属含量数据推导未采样点的土壤重金属含量数据；

所述序贯指示模拟方法包括以下步骤：

对所述采样点的重金属含量数据进行指示变换，所述对所述采样点的重金属含量数据进行指示变换包括：

根据指示克里格的思想得到条件累积分布函数这个先验信息，设{Z(x_i)，i＝1，2，...，n}是一组采样数据，给定K个阈值，通常采用分位数来确定，分位数越多其CCDF的重建越精确，编码成0和1的指示变量；

这里选取十分位数，即设定9个阈值，对采样点的重金属含量数据进行指示变换，利用SPSS统计软件取各重金属含量0.1～0.9的分位数作为阈值，确认阈值后，即进行指示变换，公式为：

用条件概率来描述指示函数：

当X_a，a＝1,2,3…,n表示采样点，n＝204，对于采样点，

I(X_a；Z)＝P{Z(X_a)≤Z|Z(X_a)＝Z_a}

此时，某待估测点X的指示函数估计值表示为：

I^*(X；Z)＝P{Z(X)≤Z|Z(X_a)＝Z_a,a＝1,2,…,n}

对于采样点来说,指示值可解释为已知该点的实测值为Za时,该点的真实值小于等于阈值的概率,而对于待估测点,其指示函数估计值可解释为已知待估点周围信息，即采样样本的实测值时,该点的真实值小于等于阈值的概率；

分别计算重金属含量数据在各阈值条件下的指示半变异函数，其中：

指示半变异函数γ(h)的数学表达式为：

其中，x为目标区域中其中一点，x+h为目标区域中距离x距离为h的一点；Z(x)为x处的取值，某种重金属含量数据，Z(x+h)为x+h处的取值，E为一常量，h命名为步长，在同一方向上，对不同步长hi(i＝1，2…，n)的指示半变异函数进行统计，得到一组不同的指示半变异函数值γ(h_i)，以h为横坐标，γ(h_i)为纵坐标所得到的一组{h,γ(h_i)}点称为指示半变异函数图；

基于所述指示半变异函数建立先验条件累积分布函数；

将所述目标区域划分为同一分辨率的格网，定义一条经过所有格网的随机路径，并在第一个位置格网处从条件累积分布函数中随机抽取一个值作为模拟值；

将所述模拟值用于下一位置格网的先验条件累积分布函数，从下一位置格网的先验条件累积分布函数中随机抽取一个值作为模拟值，重复执行该步骤直至所有格网模拟完毕；

所述计算所述目标区域的生态风险指数包括以下步骤：

计算所述目标区域土壤中单种重金属的潜在生态风险指数；

计算所述目标区域土壤中多种重金属的综合潜在生态风险指数；

所述单种重金属的潜在生态风险指数计算公式为

为单种重金属的潜在生态风险指数，C_i为表层土壤重金属浓度实测值，为参比值；

所述多种重金属的综合潜在生态风险指数计算公式为

其中，为第i种重金属潜在生态风险系数，为第i种重金属的毒性响应系数；RI为综合潜在生态风险指数。

2.如权利要求1所述的土壤重金属风险预测方法,其特征在于，所述目标区域为同时存在农业生产和工业生产的地区。

3.如权利要求1所述的土壤重金属风险预测方法,其特征在于，基于梅花形布点法对所述采样点进行土壤采样。

4.如权利要求1所述的土壤重金属风险预测方法,其特征在于，所述土壤重金属包括铜、锌、铅、镉、铬、砷、汞。